一种便携式信号模拟器的制作方法

专利检索2025-07-28  16


本发明属于水声信号设备,具体涉及一种便携式信号模拟器。


背景技术:

1、现有技术中,水声基阵信号模拟器采用工控机如附图6所示,内置数字信号处理板(dsp)进行计算,数字信号通过工控机总线进入数/模转换板,变成模拟信号,再经由滤波板进行滤波及信号匹配,通过电连接器将信号接入被测水声电子设备,从而进行调试、检测及维修。该方案由于采用工控机箱,内有主控计算机、dsp板、数/模转换板、滤波板等,体积大,重量大,而且需要外部供电,只能适用于试验室调试,最终产品的尺寸及重量都不适用于携带上艇开展设备的检测与维修。计算机及电子设备的更新周期很短,当工控机故障后,对其开展维修时,备件的采购变得困难,只能重新按照市场上的新架构进行修改,造成成本及时间上的浪费。


技术实现思路

1、为了克服现有技术方案的缺陷,本发明提出以下技术方案实现:

2、一种便携式信号模拟器,包括便携式终端和信号接口单元,所述便携式终端上设置有usb接口,便携式终端通过usb接口把数据传递至信号接口单元,所述信号接口单元完成数据的接收、分发并把数字信号转换为模拟信号,经匹配后连接至被试设备;

3、所述便携式终端包括cpu计算单元和gpu图形计算单元,所述cpu计算单元用于人机接口控制、逻辑运算和顺序计算,所述gpu图形计算单元用于进行大规模的并行数值计算;

4、所述信号接口单元包括usb接口单片机、fpga、ram、d/a及匹配电路,所述fpga内设置有fifo模块和i/o接口, fifo模块用于接收usb接口单片机中的数据后送至ram中进行存储,i/o接口按照d/a的接口协议,将数据传递给d/a,并转换成模拟信号,经匹配后送至被试设备。

5、优选地,所述便携式终端具备usb host功能,且便携式终端可为掌上pda、平板和笔记本电脑中的任意一种电子设备。

6、优选地,所述usb接口单片机具备usb slave功能,利用fifo模块对批量传输的数据进行缓冲。

7、优选地,所述便携式终端通过电池供电,信号接口单元通过电池或外接充电宝供电。

8、优选地,所述fpga用于控制ram,将ram转变为大容量的fifo模块。

9、优选地,所述cpu计算单元为多核cpu,采用多线程设置。

10、优选地,所述usb接口采用usb2.0、usb3.0或更高速率等级。

11、总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:

12、1)通过选取合适的便携式终端,可把设备体积缩小,极大地提高了工作效率,同时采用了分体式设计,将数据的计算单独由计算单元来完成,用便携式终端取代了专用的工控机箱,使得后续设备的维修升级成本极大降低;

13、2)通过采用cpu+gpu的异构计算技术,将运算任务分散到多个cpu内核及gpu图形计算单元,把对工控机中dsp计算能力的需求降低,不必使用昂贵的dsp板卡,通过使ram形成大容量fifo模块,使数据缓存在ram中,可以平抑计算及传输造成的性能起伏,最终大大降低对硬件性能的要求,从而降低成本、体积和重量,进而实现便携功能。



技术特征:

1.一种便携式信号模拟器,其特征在于:包括便携式终端(1)和信号接口单元(2),所述便携式终端(1)上设置有usb接口,便携式终端(1)通过usb接口把数据传递至信号接口单元(2),所述信号接口单元(2)完成数据的接收、分发并把数字信号转换为模拟信号,经匹配后连接至被试设备(3);

2.根据权利要求1所述的一种便携式信号模拟器,其特征在于:所述便携式终端(1)具备usb host功能,且便携式终端(1)可为掌上pda、平板和笔记本电脑中的任意一种电子设备。

3.根据权利要求1所述的一种便携式信号模拟器,其特征在于:所述usb接口单片机具备usb slave功能,利用fifo模块对批量传输的数据进行缓冲。

4.根据权利要求1所述的一种便携式信号模拟器,其特征在于:所述便携式终端(1)通过自带电池供电,信号接口单元(2)通过电池或外接充电宝供电。

5.根据权利要求1所述的一种便携式信号模拟器,其特征在于:所述fpga用于控制ram,将ram转变为大容量的fifo模块。

6.根据权利要求1所述的一种便携式信号模拟器,其特征在于:所述cpu计算单元为多核cpu,采用多线程设置。

7.根据权利要求1所述的一种便携式信号模拟器,其特征在于:所述usb接口采用usb2.0、usb3.0或更高速率等级。


技术总结
本发明属于水声信号设备技术领域,具体涉及一种便携式信号模拟器,包括便携式终端和信号接口单元,所述便携式终端上设置有USB接口,便携式终端通过USB接口把数据传递至信号接口单元,所述信号接口单元完成数据的接收、分发并把数字信号转换为模拟信号,经匹配后连接至被试设备,本发明通过采用CPU+GPU的异构计算技术,将运算任务分散到多个CPU内核及GPU图形计算单元,把对工控机中DSP计算能力的需求降低,不必使用昂贵的DSP板卡,通过使RAM形成大容量FIFO模块,使数据缓存在RAM中,可以平抑计算及传输造成的性能起伏,最终大大降低对硬件性能的要求,从而降低成本、体积和重量,进而实现便携功能。

技术研发人员:王岩松,王照霞,孙庆超
受保护的技术使用者:中国船舶集团有限公司第七一五研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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